“虛擬儀器與LabVIEW編程技術(shù)”是一門電氣類專業(yè)基礎(chǔ)課程。本書是此課程的教材。本書是編者結(jié)合以往虛擬儀器相關(guān)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及企業(yè)實(shí)際的虛擬儀器開發(fā)案例，同時(shí)結(jié)合職業(yè)性向分析理論編寫而成的。本書在講授基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，給出了虛擬儀器應(yīng)用實(shí)例及有特色的實(shí)訓(xùn)案例，以強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為今后的工作打下良好基礎(chǔ)。
本書共分8章，主要內(nèi)容包括虛擬儀器與LabVIEW概述、簡(jiǎn)單VI的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算、結(jié)構(gòu)控制、波形顯示、文件的輸入/輸出、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理以及綜合項(xiàng)目實(shí)例。除第8章外，每章后均附有習(xí)題。
本書適合作為應(yīng)用型本科院校、高職院校的電氣類、自動(dòng)化類專業(yè)的教材，同時(shí)也可供相關(guān)開發(fā)人員和工作人員參考。
虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用的技術(shù)。隨著中國(guó)制造2025的提出，虛擬儀器在智能制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
本書屬于天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)“一流應(yīng)用技術(shù)大學(xué)”建設(shè)項(xiàng)目，是編者在原有講義的基礎(chǔ)上，結(jié)合3年教學(xué)中的心得體會(huì)，以及在企業(yè)中實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，重新編寫而成的。編寫過程中編者根據(jù)應(yīng)用型高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要，以內(nèi)容適量、實(shí)用為度，本著循序漸進(jìn)、理論聯(lián)系實(shí)際的原則組織內(nèi)容。同時(shí)，本書強(qiáng)調(diào)思想政治教育，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀與職業(yè)素養(yǎng)聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生職業(yè)能力和情商的培養(yǎng)；強(qiáng)調(diào)個(gè)人性格特點(diǎn)與職業(yè)性向相吻合，在霍蘭德職業(yè)性向理論的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生了解與本書有關(guān)的典型工作崗位，在實(shí)訓(xùn)中通過項(xiàng)目分組、分崗，提前了解自己的職業(yè)興趣所在，為今后的就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。本書以面向工作過程和行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，整本書以一個(gè)整體項(xiàng)目作為背景，在每個(gè)章節(jié)化整為零，將項(xiàng)目的各個(gè)功能作為工作任務(wù)分配到每一章里面。本書基于校企合作進(jìn)行開發(fā)，參編人員中有大型外企從事虛擬儀器相關(guān)工作的工程師，從而保證了教材的前瞻性；本書力求敘述簡(jiǎn)練、概念清晰、通俗易懂、便于自學(xué)，是一本體系創(chuàng)新、深淺適度、重在應(yīng)用、著重能力培養(yǎng)的應(yīng)用型高校教材。
本書共8章，主要內(nèi)容有虛擬儀器與LabVIEW概述、簡(jiǎn)單VI的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算、結(jié)構(gòu)控制、波形顯示、文件的輸入/輸出、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理以及綜合項(xiàng)目實(shí)例。其中，第6章、第7章和附錄由曾華鵬編寫，第1章由邢國(guó)麟編寫，第2章和第4章由李艷編寫，第3章和第5章由薛瓏編寫，第8章由王健編寫。本書由曾華鵬和李艷擔(dān)任主編，他們負(fù)責(zé)完成全書的修改及統(tǒng)稿。本書在編寫過程中得到霍尼韋爾環(huán)境自控有限公司、丹佛斯(天津)有限公司、美國(guó)國(guó)家儀器(National Instruments)有限公司和天津銳敏科技發(fā)展有限責(zé)任公司的大力支持，在此表示衷心的感謝。此外，本書得到了2019年教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目青年基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：19YJC880003)的支持。
由于編者水平有限，雖然付出了艱辛的勞動(dòng)，但書中不妥之處在所難免，歡迎廣大同行和讀者批評(píng)指正。
第1章 虛擬儀器與LabVIEW概述 1
1.1 虛擬儀器概述 1
1.1.1 虛擬儀器的概念 2
1.1.2 虛擬儀器的組成 2
1.1.3 虛擬儀器的特點(diǎn) 3
1.1.4 虛擬儀器的應(yīng)用 3
1.1.5 虛擬儀器的發(fā)展 4
1.1.6 虛擬儀器的開發(fā)環(huán)境 4
1.2 LabVIEW 5
1.2.1 LabVIEW簡(jiǎn)介 5
1.2.2 LabVIEW的特點(diǎn) 5
1.2.3 LabVIEW 2015的安裝 6
1.2.4 LabVIEW的編程環(huán)境 9
1.2.5 LabVIEW的啟動(dòng)界面 9
1.2.6 LabVIEW的編程界面 10
1.2.7 LabVIEW的選板 12
1.2.8 菜單欄 14
1.2.9 前面板窗口和程序框圖窗口的
工具欄 18
1.2.10 LabVIEW 2015的幫助系統(tǒng) 19
1.3 虛擬儀器自動(dòng)測(cè)試項(xiàng)目介紹 21
1.3.1 項(xiàng)目背景介紹 21
1.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 22
1.3.3 系統(tǒng)功能 23
1.3.4 項(xiàng)目實(shí)施模式 24
小結(jié) 24
習(xí)題 25
第2章 簡(jiǎn)單VI的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 26
2.1 從模板中創(chuàng)建VI 26
2.1.1 從模板中創(chuàng)建VI 26
2.1.2 修改模板VI 28
2.2 VI的編輯 29
2.2.1 前面板編輯 30
2.2.2 程序框圖編輯及VI調(diào)試 38
2.3 VI的運(yùn)行與調(diào)試 41
2.3.1 VI的運(yùn)行 41
2.3.2 VI的調(diào)試 42
2.4 創(chuàng)建子VI 43
2.4.1 創(chuàng)建子VI 43
2.4.2 調(diào)用子VI 45
綜合實(shí)訓(xùn) 45
小結(jié) 46
習(xí)題 48
第3章 數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算 49
3.1 數(shù)值型 49
3.1.1 數(shù)值類型 50
3.1.2 數(shù)值型數(shù)據(jù)的設(shè)置 51
3.1.3 數(shù)值計(jì)算函數(shù) 51
3.2 布爾型 54
3.2.1 布爾型數(shù)據(jù) 54
3.2.2 布爾型函數(shù) 56
3.3 字符串型 57
3.3.1 字符串控件 58
3.3.2 字符串函數(shù) 59
3.4 局部和全局變量 63
3.4.1 局部變量 63
3.4.2 全局變量 64
3.5 數(shù)組 64
3.5.1 數(shù)組的概念 64
3.5.2 創(chuàng)建數(shù)組 65
3.5.3 數(shù)組函數(shù) 66
3.6 簇 71
3.6.1 簇的概念 71
3.6.2 創(chuàng)建簇 71
3.6.3 簇函數(shù) 72
3.7 波形 74
3.7.1 波形的概念 74
3.7.2 波形的創(chuàng)建 75
3.7.3 波形的屬性 75
綜合實(shí)訓(xùn) 76
小結(jié) 77
習(xí)題 79
第4章 結(jié)構(gòu)控制 80
4.1 循環(huán)結(jié)構(gòu) 81
4.1.1 For循環(huán) 81
4.1.2 While 循環(huán)的組成 86
4.2 條件結(jié)構(gòu) 88
4.2.1 條件結(jié)構(gòu)創(chuàng)建 88
4.2.2 條件結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)輸入和輸出通道 89
4.2.3 條件結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例 89
4.3 事件結(jié)構(gòu) 90
4.4 順序結(jié)構(gòu) 92
4.4.1 平鋪式順序結(jié)構(gòu) 92
4.4.2 層疊式順序結(jié)構(gòu) 93
4.5 公式節(jié)點(diǎn) 95
4.5.1 公式節(jié)點(diǎn)的建立 95
4.5.2 公式節(jié)點(diǎn)的編輯 95
綜合實(shí)訓(xùn) 96
小結(jié) 99
習(xí)題 100
第5章 波形顯示 101
5.1 圖形顯示控件 101
5.2 波形圖表 102
5.2.1 波形圖表的特點(diǎn) 102
5.2.2 波形圖表的設(shè)置 102
5.2.3 波形圖表的數(shù)據(jù)類型 105
5.3 波形圖 107
5.3.1 波形圖的設(shè)置 107
5.3.2 波形圖的數(shù)據(jù)類型 109
5.4 XY圖 112
5.5 強(qiáng)度圖 113
5.6 三維圖形 114
5.7 特殊圖線和圖片的顯示 115
綜合實(shí)訓(xùn) 117
小結(jié) 118
習(xí)題 120
第6章 文件的輸入/輸出 121
6.1 文件I/O基礎(chǔ) 121
6.1.1 路徑 121
6.1.2 引用句柄 122
6.1.3 文件I/O格式的選擇 122
6.2 文件I/O操作 124
6.2.1 用于常用文件I/O操作的VI和
函數(shù) 125
6.2.2 文件常量 126
6.2.3 配置文件VI 127
6.2.4 TDMS文件 128
6.2.5 XML文件 130
6.3 文件操作與管理 130
6.3.1 文本文件 130
6.3.2 電子表格文件 131
6.3.3 二進(jìn)制文件 132
6.3.4 數(shù)據(jù)記錄文件 132
6.3.5 測(cè)量文件 133
6.3.6 配置文件 133
6.3.7 波形文件 135
6.3.8 前面板數(shù)據(jù)記錄 135
綜合實(shí)訓(xùn) 135
小結(jié) 139
習(xí)題 141
第7章 數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理 142
7.1 數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ) 142
7.1.1 信號(hào)類型 143
7.1.2 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 144
7.2 數(shù)據(jù)采集卡 144
7.2.1 數(shù)據(jù)采集卡的功能 144
7.2.2 數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)置與測(cè)試 146
7.3 信號(hào)的分析與處理 146
7.3.1 數(shù)學(xué)分析 147
7.3.2 數(shù)字信號(hào)的處理 151
綜合實(shí)訓(xùn) 157
小結(jié) 160
習(xí)題 161
第8章 綜合項(xiàng)目實(shí)例 162
8.1 函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作 162
8.1.1 項(xiàng)目目標(biāo) 162
8.1.2 項(xiàng)目分析 162
8.1.3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 163
8.2 溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作 180
8.2.1 項(xiàng)目目標(biāo) 180
8.2.2 項(xiàng)目分析 181
8.2.3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 181
8.3 PXI可編程電阻板卡控制實(shí)現(xiàn) 185
8.3.1 項(xiàng)目目標(biāo) 185
8.3.2 項(xiàng)目分析 185
8.3.3 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn) 186
附錄1 工作流程 194
附錄2 標(biāo)準(zhǔn)與LabVIEW編碼規(guī)范 199
附錄3 常見崗位 203
附錄4 職業(yè)性向 206
附錄5 職業(yè)素養(yǎng) 208
參考文獻(xiàn) 210
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